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MoS2纳米片在低温下的电荷传输机制:对低温电子学的影响
该研究系统探究了n型MoS₂背门场效应晶体管(FET)在0.3 K至271 K温度范围内的电子传输行为,揭示了二维过渡金属二硫属化物在极低温及常温条件下的电荷传输机制差异及其物理根源。实验采用机械剥离法制备单层MoS₂薄膜,通过转移至硅基板并形成Ti/Au欧姆接触构建器件,结合牛津Triton 400稀释制冷系统实现了亚开尔文温度范围内的精准电学表征。8 V)时,电子传输遵循变程跳跃(VRH)理论,其机制表现为载流子通过杂质能级间的跳跃式迁移,这与Efros-Shklovskii理论描述的补偿半导体低温特性一致。值得注意的是,此类VRH行为在传统硅器件中仅在小尺寸(亚微米级)下观测到,而本研究
来源:ACS Applied Nano Materials
时间:2025-11-28
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基于凤眼莲的生物炭和生物油的优化与特性研究:通过热化学工艺生产可持续使用的生物催化剂和生物燃料
水葫芦(学名:Hydrocotyle vulgaris)作为一种快速生长的水生植物,因其丰富的纤维素、半纤维素和木质素成分,成为生物质能开发的潜在资源。近年来,通过热化学工艺(如微波辅助热解、水热液化、常规热解)将水葫芦转化为生物炭和生物油的研究逐渐增多,但将生物炭直接作为催化剂应用于生物燃料生产仍缺乏系统性研究。本文旨在探索水葫芦热解产物在生物燃料生产中的协同作用,并通过优化工艺参数提升能源转化效率。### 研究背景与意义水葫芦因其高碳含量(35.8%)和低木质素含量(7.8%)的特点,在热化学转化中表现出独特优势。传统热解工艺多用于生物炭生产,而生物炭的催化性能(如酸碱催化活性、孔隙结构)
来源:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT
时间:2025-11-28
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受荷叶结构启发的微通道散热器中的流动沸腾传热现象:该散热器能够大幅提升大面积芯片的临界热流密度
随着微处理器和功率芯片在集成度与制程尺寸上的持续突破,其热设计功耗(TDP)已从早期的数瓦级跃升至千瓦级别。以NVIDIA最新GB200 GPU为例,其TDP超过1200W,而传统散热方案在应对大面积高功率芯片时面临双重挑战:一方面需克服微通道流动不均匀导致的局部干涸问题;另一方面要解决传统直通道结构中气泡沉积形成的"热阻层"效应。为此,研究团队创新性地引入了仿生学设计理念,通过系统性的结构优化和材料工艺创新,开发出具有突破性热管理性能的新型散热器。该设计的核心创新在于将自然界的流体运输机制转化为工程解决方案。荷花叶片的微结构网络具有独特的流体动力学特性:叶脉网络通过多级分叉结构实现高效流体导
来源:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT
时间:2025-11-28
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氢能储能辅助的多能源互补系统的协同优化:韧性权重调节与混合储能规划
西北地区高可再生能源渗透率电力系统的多时间尺度协同优化研究摘要:针对西北地区风电渗透率达60.65%的典型高可再生能源电力系统,本研究构建了融合水电-氢能耦合系统的多时间尺度协同优化框架。通过分析8760小时连续运行数据揭示的跨季节供需错配特征,创新性地采用双特征有序聚类网络方法量化可再生能源的周期性波动规律。研究建立了包含长短期储能协调机制的约束体系,将季节性储能规划结果嵌入短期调度模型,实现跨时间尺度的资源优化配置。通过开发具有双向能量流约束的氢水电解耦合调度模型,创新性地将水电长时储能特性与氢能跨季节储能优势相结合。实验表明,该方法在典型西北区域电网中可使电力短缺减少42.5%,可再生能
来源:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT
时间:2025-11-28
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数字孪生增强型监控系统的开发与实际应用:用于可再生能源(RES)-绿色氢能微电网
该研究聚焦于可再生能源微电网中数字孪生(Digital Twin, DT)技术的实际应用,通过构建光伏发电、电解水制氢和氢燃料电池发电系统的数字孪生模型,结合工业自动化与数据采集系统(SCADA),实现了对真实物理系统的实时监控与优化管理。研究填补了理论模型与实际部署之间的鸿沟,为可再生能源微电网的智能化运维提供了可复用的技术框架。### 研究背景与意义数字孪生技术作为工业4.0的核心支撑,通过虚拟模型与物理实体的实时数据交互,能够实现预测性维护、动态优化等高级功能。然而,在可再生能源与绿氢设施领域,DT的实际部署仍面临技术整合难度大、数据采集标准化不足等挑战。本研究通过将成熟的理论模型(如光
来源:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT
时间:2025-11-28
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通过界面氧化还原过程,利用可控的石墨烯层调节镍基金属的优越电催化析氧性能
氧析出反应(OER)作为水电解制氢的核心步骤,其高效催化材料的开发始终是能源领域的重点研究方向。近年来,Ni基材料因其优异的导电性、成本效益和丰富的氧化态调控潜力备受关注,但金属镍在氧化过程中易形成活性不足的β-NiOOH相,且表面氧化层难以稳定维持。针对这一技术瓶颈,研究团队提出了一种界面氧化还原调制策略,通过石墨烯与镍泡沫的协同作用实现活性相的定向调控。该策略不仅显著提升了催化性能,还为金属基催化剂的定向设计提供了新思路。### 1. 界面氧化还原调制的理论突破传统方法中,镍基催化剂的氧化过程往往伴随结构失配和活性相不稳定的问题。研究表明,γ-NiOOH相因其高密度的Ni⁴+氧化态和特殊的
来源:Engineering
时间:2025-11-28
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通过热渗透和纳米流体反向电渗作用,协同利用低品位热能和盐度梯度进行水电联产
该研究聚焦于低品位热能的高效利用与水处理协同创新,提出整合空气间隙热渗透(AGTO)与纳米流体逆电渗析(NRED)的复合系统。这一技术突破主要解决两个关键科学问题:首先,针对传统热渗透系统因盐分在热侧积累导致的传质效率衰减问题,通过引入纳米流体逆电渗析模块实现盐分梯度自维持;其次,构建热-盐双驱动的水-电协同生产体系,使低品位废热(通常温度低于100℃)同时转化为淡水和高品质电力,较传统单能转换系统提升综合能源利用率约30%。实验数据表明,在60℃温差条件下,复合系统能够实现231.38kg/m²·日的产水效率,较集成前提升20%。技术核心在于热-盐耦合驱动机制的创新设计。热渗透模块采用空气间
来源:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT
时间:2025-11-28
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利用同轴钻孔换热器,将水平钻探的油气井改用于地热系统
近年来,全球能源转型背景下,将废弃或退役的石油及天然气井改造为地热能生产设施成为研究热点。本文聚焦于 coaxial 岩心热交换器(CBHE)技术在水平定向井(2000年后美国新增油井的典型钻探方式)中的创新应用,通过二维热流体耦合模型对比分析垂直井与水平井改造方案的技术经济性差异,为非常规油气资源再利用提供理论支撑。研究基础源于能源产业的双向需求:一方面,全球地热装机容量年增长率不足3%(2010-2020数据),显著低于风电(11.5%)和光伏(24.3%);另一方面,美国现有废弃油气井超过10万口,其中约60%具备改造潜力。传统地热开发依赖新钻井(单井成本约300万美元),而本文提出的C
来源:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT
时间:2025-11-28
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利用基于提示的大型语言模型(LLMs)实现高等教育中的自动化评分和反馈生成
随着教育数字化转型加速,个性化评估工具的需求日益增长。本研究聚焦于利用生成式大语言模型(LLM)解决高等教育中开放性评估的双重挑战——精准评分与个性化反馈生成。通过对比四种提示设计策略,发现任务组合与顺序对模型输出存在显著影响,这为构建智能化评估系统提供了关键设计参数。### 一、研究背景与问题提出当前自动评分系统(AES)主要分为两类技术路径:传统机器学习依赖人工特征工程,存在泛化能力不足的问题;深度学习虽能自动提取语义特征,但处理长文本时易出现逻辑断层。LLM凭借其上下文理解能力和零样本学习能力,展现出替代传统技术的潜力。然而,现有研究多将评分与反馈生成视为独立任务,忽视了二者在人类评估中
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-11-28
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在小学低年级教室中,由教师主导的机器人干预措施能够提升学生和教师的教学效果
近年来,全球多国将计算思维(CT)培养纳入小学教育体系,编程与机器人教育成为低龄儿童培养逻辑能力的重要途径。然而,这一领域的实践面临教师培训不足、技能迁移效果不明确等挑战。本文基于威尔士地区开展的实证研究,系统探讨了机器人编程干预对4-7岁儿童计算思维技能发展的影响,并重点分析了教师培训在其中的关键作用。研究团队在威尔士15所小学选取了三个实验组:干预组(仅提供机器人教材)、干预+教师培训组(额外开展3小时教师工作坊)、对照组(常规教学)。研究周期为6周,覆盖430名儿童和17名教师。通过多维度评估工具,重点考察了预测能力、调试技能、编程迁移效果及教师信念变化四个核心维度。在儿童技能发展方面,
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-11-28
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在由生成式人工智能支持的沉浸式虚拟现实环境中,探索学生在英语学习任务中的自我调节学习行为模式及其认知情况
生成式人工智能与沉浸式虚拟现实融合环境下的自我调节学习研究(摘要部分解析)该研究聚焦于生成式人工智能(GenAI)与沉浸式虚拟现实(iVR)相结合的教育场景,通过随机对照实验揭示了新型交互模式对学习者的自我调节行为(SRL)产生的动态影响。实验设置包含两个对照组:一个是使用脚本化AI代理的对照组(n=34),另一个是采用生成式AI代理的实验组(n=37)。研究团队基于国际通用的SRL分析框架,通过行为序列分析技术,首次实现了对学习者实时语言交互过程中自我调节策略的追踪记录。关键发现显示,实验组在反思行为发生频率(21.2% vs 8.9%)和策略多样性(3.2种/人 vs 1.7种/人)方面均
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-11-28
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数字化思维,数字化发展:从学校校长的数字化理念到教师在数字化环境中的成长,这是一次多层次的探索
本研究聚焦于教育数字化转型背景下,学校管理者数字认知模式对教师数字发展状态的深层影响机制。研究以伊朗首都德黑兰的教育机构为样本,通过分层线性建模方法,对417名中小学管理者与3336名教师展开双向调研,揭示了数字领导力与教师成长之间的非线性作用路径。在理论建构层面,研究团队创造性整合了社会认知理论与组织行为学理论框架。基于班杜拉的自我效能理论,构建了"数字领导力-自我效能-发展状态"的三维分析模型。特别值得注意的是,研究突破了传统数字化领导力研究对技术采纳的单一关注,转而构建包含共情力、创新意识、开放态度和敏捷响应四维度的数字领导力指标体系。这种多维度的测量方式有效避免了数字化研究中常见的维度
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-11-28
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通过无量纲多物理场建模,深入了解微管式固体氧化物电解池(SOEC)中用于二氧化碳还原的碳沉积过程
微管状固体氧化物电解池(SOEC)在二氧化碳还原中的碳沉积问题研究一、研究背景与意义二氧化碳电催化还原技术作为碳中和的重要路径,其核心挑战在于电极表面碳沉积引发的材料劣化。微管状SOEC凭借高比表面积、优异的热稳定性等特性,成为该领域的研究热点。然而,镍基燃料电极在CO/CO₂混合燃料下的碳沉积行为机制尚未完全明晰,传统实验方法难以精准解析多物理场耦合作用下的微观反应动力学。二、模型构建与创新研究团队建立了首个针对微管状SOEC的非-dimensional多物理场耦合模型,突破传统平面或圆柱形对称假设,完整模拟了径向-轴向耦合的复杂传质传热过程。模型创新性体现在:1. 首次将Boudouard
来源:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT
时间:2025-11-28
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综述:提高钙钛矿太阳能电池在极端太空环境下的可靠性
随着人类航天事业的快速发展,空间太阳能电池的技术革新成为关键研究方向。本文系统性地分析了铅基钙钛矿太阳能电池(PSCs)在空间环境中的技术潜力与现存挑战,为未来空间能源系统提供了重要参考。一、空间能源系统的技术需求现代航天器功率需求呈现指数级增长态势。国际空间站(ISS)采用四组总面积达27000平方英尺的硅基太阳能板,功率输出达120kW,但受限于硅基电池的重量和效率瓶颈,新型轻量化、高功率密度光伏技术成为必然选择。空间环境具有极端性特征:首先,真空环境加速了有机材料的分解,例如传统有机光伏电池的封装层在真空中可能产生0.1%-1.0%的质量损失;其次,辐射环境复杂,包含低能质子(能量10k
来源:Engineering
时间:2025-11-28
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极端韧性:可扩展的电纺碳纳米纤维气凝胶,具有超高的弹性和耐温性能
该研究针对航空航天领域极端环境材料的需求,提出了一种新型三维电纺成型技术,成功制备出具有超宽温度耐受性(-196°C至1500°C)、超高压缩循环稳定性(15,000次循环)和超低热导率(0.028 W/m·K)的碳纳米纤维气凝胶(CNFA)。该材料通过溶剂挥发与吸湿性协同诱导的相分离机制,构建了三维纤维互锁网络结构,在热力学稳定性与机械性能方面实现了突破性进展。在材料制备方面,采用聚丙烯腈(PAN)纳米纤维为前驱体,通过优化溶剂配比(DMF与丙酮9.5:0.5)和添加5%尿素作为湿度响应调节剂,解决了传统电纺材料对湿度敏感的难题。该技术可在30%-90%湿度范围内稳定生产,突破了电纺成型需严
来源:Engineering
时间:2025-11-28
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无量纲封闭热化学储能反应器原理:热-质量-反应的耦合与协调
低温度盐 hydrate 热化学储能在封闭式反应器中的优化研究碳达峰与碳中和战略的推进,推动了热化学储能在能源系统中的快速发展。该技术通过可逆化学反应实现热能的长期稳定存储,在解决电力系统调峰与分布式能源供能矛盾方面展现出独特优势。研究者团队针对封闭式反应器的优化设计难题,提出了基于量纲分析的耦合传质传热与反应动力学的系统性研究方法。封闭式热化学储能在实际应用中具有显著优势。相较于开放式反应器,封闭系统通过循环利用吸附介质,避免了载气损耗和二次反应干扰,同时支持负压操作环境,这对提升反应效率具有重要作用。然而,封闭式反应器的复杂结构导致其优化设计面临多重挑战:几何参数与传热传质效率的耦合关系、
来源:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT
时间:2025-11-28
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热驱动液体干燥剂除湿系统(DOAS)与热电联产(CHP)系统集成后的性能评估
该研究聚焦于开发一种新型液态干燥剂专用户外空气系统(Liquid Desiccant Dedicated Outdoor Air System, LD-DOAS),通过与微型复合热电联产装置(micro-Combined Heat and Power, mCHP)协同工作,实现建筑环境调控与能源高效利用的双重目标。系统通过分离处理空气中的显热与潜热负荷,结合废热回收技术,在提升能源效率的同时增强建筑应对电网中断的韧性。### 技术背景与挑战传统空调系统存在两大核心问题:其一,单冷凝器同时处理显热与潜热负荷,易导致过冷或重复加热,造成能源浪费;其二,依赖电能驱动,在能源价格波动和电力供应不稳定地
来源:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT
时间:2025-11-28
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基于RC等效电路模型的超级电容器充电控制:通过最优状态反馈和观测器在多种工作模式下进行性能评估
在电动汽车能源管理领域,超级电容器的充电控制技术是实现高效能量回收与稳定供电的关键环节。该研究针对传统充电控制存在的稳态误差和参数敏感性问题,提出了一种融合最优状态反馈控制与动态观测器的创新解决方案。研究团队通过构建经典、动态和传输三种等效电路模型,结合线性二次型调节器(LQR)算法进行控制器参数优化,并在EATON XVM-16R2656-R商用超级电容器上完成了多工况下的实验验证。电动汽车的能源存储系统(ESS)通常由电池、超级电容、燃料电池等不同储能技术组合构成。超级电容因其高功率密度和快速充放电特性,在瞬时能量补充、负载均衡等方面具有独特优势。然而,其非线性特性使得传统PID控制难以满
来源:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT
时间:2025-11-28
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通过填充物表面改性和原位聚合实现的高性能固态钠金属电池的层次化骨架设计
王佩峰|杨普|王珊|孙玉生|徐有龙章节摘录结果与讨论本文介绍了高性能凝胶复合电解质的设计与性能评估,内容分为三个主要部分。第一部分讨论了骨架材料的优化,分析了填料表面改性对分散性的影响,并强调了通过加入分散良好、含量高的填料所实现的结构和性能提升。随后的部分研究了原位处理前后电解质性质的变化。结论总体而言,为了解决限制凝胶复合电解质(GCSEs)性能的持续性问题,本研究提出了一种分层的骨架-电解质设计策略。该策略的核心是使用KH550硅烷偶联剂对NZSP填料进行表面改性,显著提高了其与PVDF-HFP聚合物基体的相容性。由此,填料实现了更均匀的分散和更紧密的界面接触,这两点对于确保离子传输的连
来源:Nano Energy
时间:2025-11-28
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通过集成机器学习的钙钛矿传感器实现高精度锂离子电池状态预测
孙佳鑫|徐先杰|穆哲夫|黄子军|陈国|齐新凯|刘宏伟|朱雷|顾秀全|何新健|黄胜章节摘录CsPbBr₃/ZnO/EPDM复合材料的改性机制钙钛矿量子点在内部电池传感中的应用受到其在电解质环境中化学不稳定性的限制。为了解决这一关键问题,本研究提出了一种基于溶液的表面钝化策略。通过ZnO界面改性和有机聚合物复合封装,制备了一种高度稳定的CsPbBr₃/ZnO/EPDM柔性传感材料。合成过程示意图如图1a所示。CsPbBr₃量子点是采用一锅法合成的:结论通过材料设计和机理分析,本研究成功开发了一种基于ZnO钝化的CsPbBr₃量子点的可植入柔性传感系统,为锂离子电池内部的实时多参数监测提供了创新解决
来源:Nano Energy
时间:2025-11-28